門式起重機(以下簡稱門機)主要用于室外的裝卸、搬運和堆碼作業(yè),風載荷對其影響很大。尤其是在工作狀態(tài)突發(fā)強陣風或非工作狀態(tài)遭遇大風侵襲時,如果不采取相應的抗風防滑措施,則起重機很容易沿軌道滑行,以至相互碰撞或傾翻造成巨大的財產(chǎn)損失和人員傷害。國內外因風災引發(fā)的起重設備傾覆事故,對門機抗風防滑能力的檢測和監(jiān)管提出了很高的要求,而在實際工作過程中卻很難有效做出準確判斷。所以,為了確保戶外門機的工作安全,迫切需要一種抗風能力的檢測裝置,以準確測定其抗風能力是否滿足設計要求。
基于以上原因,本文研發(fā)設計了一套面向門機抗風能力的檢測裝置,可對工作狀態(tài)下的門機的整體抗風能力進行檢測。
硬件設計
對門機兩根軌道上的大車同時施加水平推力,以模擬風載作用。風載模擬裝置布置見圖1。
該裝置主要由同步液壓千斤頂、電動泵、測力傳感器、風速風向傳感器、加速度傳感器、無線發(fā)射接收模塊與控制顯示模塊組成 2軟件開發(fā)風載荷計算采用式
(1)P=0.625.Vs2v4.C7(l+η;).sin20
(1)式中:P為風載荷,Vs為計算風速,通過風速傳感器采集計算,A為迎風面積,C為風力系數(shù),7為擋風折減系數(shù),為風向與構件的縱軸線或構架表面的夾角,通過風向傳感器采集計算起重機的整體抗風能力采用式
(2)計算Fs=F1- Fm+P
⑵式中:A為起重機的整體抗風能力,&為靜摩擦力,為制動器制動力,P為風載引起的力,具有方向性,當風載與液壓缸頂推力同向時取正值;當風載與液壓缸頂推力異向時取負值。頂推力與風載之間的關系設定,采用虛擬樣機動力學仿真分析法得到,通過大暈的模擬試驗和現(xiàn)場測定建立當風載計算、摩擦力和制動力都測試完畢后,就可以進行整機抗風能力測試,通過加載液壓缸頂推力,換算成模擬風力等級,達到測量目的,
如圖4所示。裝置采用的軟件計算流程見圖I
案例分析:對某100/32t 35m 剛柔混合支腿的門機進行測量,現(xiàn)場測試圖見圖5。主要參數(shù)見表1,主要測量參數(shù)見,表2,在僅大車制動器作用情況下,可以抵抗23.1m/s的計算風速而不移動.
本文設計了一種門機抗風能力檢測裝置,可以實現(xiàn)測量計算單個制動器的制動效果,還可以測量整機的制動效果,更重要的是可以作為測量整機整體抗風能力等級的一種便攜式測量儀器,